CN107512581A - 用于拾取工件的取放头及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于拾取工件的取放头及方法。更具体的，本发明揭示一种取放头，其用于从至少一个第一位置拾取多个工件并将所述多个工件放置于至少一个第二位置处。取放头展现多个吸嘴，其中每一吸嘴经配置以通过真空作用接合所述工件中的一者。至少一个吸嘴具有个别真空供应设备且至少两个另外吸嘴具有共享真空供应设备。本发明还揭示一种对应方法，所述方法包含以下步骤：用相应吸嘴接近所述多个工件中的至少一者且接着开始在每一相应吸嘴处产生真空。至少一个吸嘴处真空的所述产生是通过个别真空供应设备来实现，且至少两个另外吸嘴处真空的产生是通过所述至少两个另外吸嘴的共享真空供应设备来实现。

Description

用于拾取工件的取放头及方法

本申请是发明名称为“用于拾取工件的取放头及方法”，申请号为201480002090.6，申请日为2014年11月10日的发明专利申请的分案申请。

相关申请案的交叉参考

本专利申请案主张2013年11月26日申请的以引用方式并入本文中的第61/909,184号美国临时专利申请案的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用于从一个位置拾取工件并将其放置于不同位置处的取放头以及对应方法。更具体来说，本发明涉及一种取放头及对应方法，其中工件的拾取是通过真空作用。

背景技术

产品的制造或一些设备的组装通常涉及对工件(例如待组装组件)的处置。特定来说，这些工件在其经历制造过程时，需在不同位置(如组装站、检验站、封装站或运送装置)之间运送。在现代自动或半自动制造中，通常由机器人完成此工件处置。可并行处置大量组件。例如，通常在模制矩阵载体(例如，JEDEC托盘)中运送电子组件。电子组件定位于托盘的凹穴或格中。通常由取放机器人完成将组件放置到凹穴中或从凹穴拾取组件以将其转移到不同位置(即，用于检验或组装)。取放机器人通常包括一或若干个所谓的夹持器(或拾取器)，所述一或若干个所谓的夹持器(或拾取器)可从托盘的凹穴拾取电子组件且还将电子组件放置到托盘的凹穴中。夹持器可机械地夹持电子组件，或更常见地使用真空吸嘴。

为了增大处理量，取放机器人通常配备有多个夹持器，使得可并行拾取或放置若干组件。常见配置为取放头具有足以同时拾取一整行组件或在一些情况中同时拾取完整的两行组件的夹持器。

在典型制造过程中，托盘的多数凹穴含有一个可由夹持器拾取的组件。然而，通常每个托盘还存在几个空凹穴，或含有错误放置(例如倾斜或旋转)的组件的凹穴。无法从此类凹穴拾取组件且放置于此凹穴上方的真空吸嘴无法达到真空。因此，使用真空吸嘴的常规多吸嘴/夹持器取放机器人具有独立/个别的真空/放气供应管线连同用于每一吸嘴的个别真空传感器，使得如果某吸嘴在空凹穴或错误放置的组件处(其中无法达到真空)，那么其它吸嘴将不受影响，而可通过真空拾取组件，因此正确操作。

这意味着为了增大夹持器或吸嘴的数目，真空供应设备及真空传感器的数目也须增大。取放头上的额外硬件增大取放头的质量。然而，为了高处理量，需要高加速度，因此较高质量是不合需要的，且此外还增大成本。且特定来说，当用额外吸嘴升级现有头时，特别是为了使真空供应设备及真空传感器的数目可根据需要增大，所述头的许多部件需要修改或变更。

虽然上文已使用处置电子组件的领域中现行的词汇描述用于处置电子组件的典型情况，但上文实例中所示的问题是更一般性的。在需要在制造期间处置大量的组件或工件(特别是具有至少大致上相同几何形状的组件)的任何情况下，可采用可一次性拾取或放置一个以上组件的机器人或(更一般来说)取放装置。将经由吸嘴施加到工件的真空用于拾取工件为普遍概念。为了放置工件或从吸嘴放下工件，取消对应吸嘴的真空，此外，可使用一阵气体(通常为空气)主动地从吸嘴吹离工件。

如上文已指示，如果要修改取放头以变更其展现的吸嘴的数目，以便变更其可一次性处置的工件的数目，那么在现有技术的取放头中需要进行重大的重新配置，这是因为每一吸嘴具有其单独的真空供应设备，通常具有对应的真空传感器。此外，对每一吸嘴提供单独的真空供应设备及真空传感器致使取放头的配置颇为复杂。

发明内容

本发明的目的为提供一种具有较简单配置的取放头，其可容易经重新配置以变更可一次性处置的工件的数目，且仍提供对所有待处理工件的高效及可靠处置。

本发明的另一目的为提供一种用于依高效及可靠方式一次性处置多个工件的方法。

关于所述取放头的目的由一种取放头实现，所述取放头用于从至少一个第一位置拾取多个工件并将所述多个工件放置于至少一个第二位置处，所述取放头展现多个吸嘴，所述多个吸嘴的每一吸嘴经配置以通过真空作用接合所述多个工件中的一者，其中所述多个吸嘴中的至少一个吸嘴具有个别真空供应设备且所述多个吸嘴中的至少两个另外吸嘴具有共享的真空供应设备。

关于所述方法的目的是通过一种方法实现，所述方法用于用多个吸嘴通过真空作用拾取多个工件，将所述工件放置于不同位置处，所述方法包含以下步骤：用相应吸嘴接近所述多个工件中的至少一者且接着开始在每一个相应吸嘴处产生真空，其中在所述多个吸嘴中的至少一者处产生真空是通过所述多个吸嘴中的至少一者的个别真空供应设备来实现，且在所述多个吸嘴的至少两个另外吸嘴处产生真空是通过所述至少两个另外吸嘴的共享真空供应设备实现。

根据本发明的取放头展现多个吸嘴，所述多个吸嘴中的每一者经配置以通过真空作用接合多个工件中的一者。根据本发明，多个吸嘴中的至少一个吸嘴具有个别真空供应设备，且多个吸嘴中的至少两个另外吸嘴具有共享真空供应设备。用于吸嘴的个别真空供应设备意味着所述吸嘴的真空供应设备与不同吸嘴的真空供应设备分开，且特定来说暗示如果在取放头的一或多个其它吸嘴处发生无法实现充分真空度的情况，那么此无法实现不影响所述具有个别真空供应设备的吸嘴。由于至少两个另外吸嘴具有共享真空供应设备，所以显然无需对这些另外吸嘴中的每一者提供个别真空供应设备，因此导致取放头的较简单配置。然而，共享真空供应设备自身具有一个显著缺点。如果未在共享真空供应设备的吸嘴中的一者处实现充分真空度，那么这还将影响连接到所述共享真空供应设备的其它吸嘴处的真空，其通常导致在这些其它吸嘴处破坏真空或无法实现充分真空。例如，如果吸嘴将从工件本该所处的位置(例如托盘的特定凹穴)拾取所述工件，但所述工件不在所述位置(即，不在所述凹穴中)或相对于所述吸嘴不恰当地定位，使得其无法适当密封吸嘴，从而阻止真空的建立，那么发生在单个吸嘴处无法实现真空，接着影响连接到共用真空供应设备的所有其它吸嘴的情况。因此，共享真空供应设备中的不充分真空度将导致无法拾取工件，通常，不被拾取的工件数会多于缺少的工件或未恰当定位的工件的数目。因此，根据本发明，提供具有个别真空供应设备的至少一个吸嘴。虽然在取放头的正常操作中，此吸嘴可如同其它吸嘴一样用于拾取工件，但如果在共享真空供应设备中发生真空故障，那么所述吸嘴可用于拾取由于所述共享真空供应设备中的不充分真空度而未拾取的所有所述工件。以此方式，确保拾取所有工件。用来变更吸嘴数目的取放头的重新配置比现有技术简单，这是因为取代提供单独的真空供应设备，在根据本发明的取放头中，将吸嘴连接到共享真空供应设备或从共享真空供应设备断开吸嘴就足够了。

原理上，可设想除一个以外的所有吸嘴连接到共享真空供应设备且所述唯一吸嘴具有个别真空供应设备，且这种情况足以实现本发明的目的。虽然此配置为本发明的范围内的一个配置，但在本发明的范围内有许多另外配置是可行的。

在一个实施例中，吸嘴布置成行。具有个别真空供应设备的吸嘴形成这些行中的L行，其中L等于或大于1。剩余吸嘴形成S个行，其中S等于或大于1。S行中的每一行中的吸嘴共享真空供应设备，但每一此行的真空供应设备与所有其它行的真空供应设备分开。

在不同实施例中，吸嘴也布置成行。具有个别真空供应设备的吸嘴形成这些行中的L行，其中L等于或大于1。剩余吸嘴形成S个行，其中S等于或大于1。此S个行中的所有吸嘴具有共享真空供应设备，即，其均连接到共用真空供应设备。

在另一实施例中，吸嘴布置成行。每一行中的至少一个吸嘴具有个别真空供应设备，且相应行的所有另外吸嘴具有共享真空供应设备。不同行中的吸嘴不共享真空供应设备。在前述三个实施例中的每一者中，每一行容纳相同数目的吸嘴。作为这些实施例中的每一者的变体，至少两行吸嘴在容纳的吸嘴数目方面不同。

在实施例中，每一真空供应设备有一对应的真空传感器。所述真空传感器经配置以指示是否已达到用于接合工件的充分真空。如果吸嘴内部的压力充分低于环境压力，使得工件被环境压力抵消所述工件的重量而压抵在所述吸嘴上，那么已达到充分真空；否则真空不充分。以此方式，在充分真空的情况中，吸嘴接合工件。针对吸嘴的已知配置及工件的已知重量及几何形状，可确立所述吸嘴内部的压力与环境压力之间的压力差的阈值。接着，如果分别在真空供应设备或对应吸嘴中的压力低于环境压力的量超过所述阈值所指示的量，那么所述真空供应设备或吸嘴中的真空可被视为充分的。否则，真空可被视为不充分的。如果真空传感器指示未实现充分真空，那么可采取适当措施。例如，可使用具有个别真空供应设备的吸嘴拾取归因于共享真空供应设备中的真空不充分而未拾取的工件。

在一实施例中，吸嘴定位于安装于取放头的主体上的至少一个吸嘴载体上。所述吸嘴载体为取放头的单独元件且展现取放头的吸嘴。所述吸嘴载体可与所述取放头的其余部分连接。特定来说，取放头的主体中的真空供应设备的供应管线可连接到所述吸嘴载体中的延伸到吸嘴且因此建立吸嘴的真空供应管线的对应管线。所述取放头经配置，使得所述吸嘴载体可与具有不同数目的吸嘴的吸嘴载体互换。特定来说，所述取放头的主体内的真空供应设备的供应管线经配置，使得其可与具有不同数目的吸嘴的吸嘴载体协作，而不变更取放头的主体的配置。在特定实施例中，在所述取放头上安装吸嘴载体是经由中间元件，其被称为夹持器主体，所述夹持器主体连接到所述取放头且含有吸嘴载体的安装位置。吸嘴载体及中间元件(或夹持器主体)形成夹持器。所述夹持器主体可相对于所述取放头的主体移动。

所述取放头可相对于多个工件移动。在吸嘴布置成行的上文所描述的类型的实施例中，吸嘴的布置进一步使得当所述取放头相对于所述多个工件移动时，具有个别真空供应设备的吸嘴紧随具有共享真空供应设备的吸嘴之后。以此方式，无法被具有共享真空供应设备的吸嘴拾取的工件可最容易地由具有个别真空供应设备的吸嘴拾取，而无需所述取放头的额外反向移动。不管对于数行吸嘴中的每一行具有共享真空供应设备还是真空供应设备由超过一行吸嘴共享，均可实现此吸嘴布置。

如已述，在所处置的工件为电子组件的情况下可有利地使用本发明。特定来说，在实施例中，工件或电子组件被从至少一个托盘拾取并放置于处理站处。所述处理站可例如执行工件的组装、检验或封装。根据本发明的取放头还可用于在处理站处拾取工件并将其放置到至少一个托盘中。

本发明的特定实施例为一种取放头，所述取放头用于从至少一个第一位置拾取多个工件并将所述多个工件放置于至少一个第二位置处。所述取放头展现多个吸嘴，所述多个吸嘴中的每一吸嘴经配置以通过真空作用接合所述多个工件的一者。所述吸嘴布置成行，其中一第一行的吸嘴各自具有个别真空供应设备，且至少一个第二行的吸嘴具有共享真空供应设备。每一真空供应设备有对应的真空传感器，每一真空传感器经配置以指示是否已达到用于接合工件的充分真空。

根据本发明的用于用多个吸嘴通过真空作用拾取多个工件以将所述工件放置于不同位置处的方法包含以下步骤：用相应吸嘴接近所述多个工件中的至少一者及开始在每一相应吸嘴处产生真空。应注意，移动取放头以接合工件暗示所述取放头的所有吸嘴的移动，即使在可能存在无工件可拾取的至少一个吸嘴的特定情况中也是如此。

根据本发明，在多个吸嘴的至少一者处真空的产生是通过所述多个吸嘴中的至少一者的个别真空供应设备来实现，且在多个吸嘴的至少两个另外吸嘴处真空的产生是通过所述至少两个另外吸嘴的共享真空供应设备来实现。上文已在取放头的背景中论述个别真空供应设备及共享真空供应设备的意义。

在所述方法的有利实施例中，在一或多个工件无法由具有共享真空供应设备的吸嘴拾取的情况中(这是因为所述共享真空供应设备中真空不充分)，在后续步骤中可由具有个别真空供应设备的吸嘴拾取此类工件。在实施例中，每一真空供应设备中且因此对应吸嘴中真空的产生是由针对每一真空供应设备提供的真空传感器监测。每一真空传感器经配置以在无法实现足以通过连接到吸嘴的相应真空供应设备的吸嘴接合工件的真空的情况下，触发错误信号。

在所述方法的一些实施例中，工件将用布置成行的吸嘴拾取及放置。其中，特定来说，每一行可含有相同数目的吸嘴，但至少两行吸嘴在所含吸嘴数目方面不同的实施例也被视为在本发明的范围内。在任一情况中，存在L(等于或大于1)个行的吸嘴，其中每一吸嘴具有个别真空供应设备。剩余吸嘴(即，不在前述L个行中的吸嘴)布置成S(等于或大于1)个行且具有共享真空供应设备。所述共享真空供应设备可为S个行中的所有吸嘴所共有，或可仅为S个行中的每一行的吸嘴所共有，但与任何不同行的真空供应设备分开。在这些实施例中，所述方法包含以下步骤：尝试用所述吸嘴中的每一者拾取相应工件，接着将所述所拾取工件放置于不同位置处，及用具有个别真空供应设备的吸嘴拾取无法由具有共享真空供应设备的吸嘴拾取的工件。尝试用吸嘴拾取工件的步骤涉及移动吸嘴，使得相应吸嘴接近所述一或多个待拾取工件，使所述(若干)工件与所述(若干)相应吸嘴接触且开始经由相应所连接的真空供应设备在所述(若干)相应吸嘴中产生真空。拾取工件的尝试可由于各种原因而失败：可能无针对所述吸嘴中的至少一者的工件。在此情况中，如此无法拾取不存在工件的事实不构成故障，但如果相应吸嘴与同其它吸嘴共享的真空供应设备连接，那么由于无工件阻塞吸嘴，因此在共享真空供应设备中可能未产生足以供其它吸嘴拾取工件的真空。相同情况可能在以下情况下发生：存在针对具有共享真空供应设备的每一吸嘴的工件，但这些工件中的至少一者错位，使得所述工件无法完全阻塞吸嘴，从而再次导致所述共享真空供应设备中且因此还在与所述共享真空供应设备连接的另外吸嘴处的不充分真空。具有个别真空供应设备的吸嘴行中的吸嘴除在第一步骤中拾取工件以外，还可在后续步骤或甚至在多个后续步骤中拾取无法由连接到共享真空供应设备的吸嘴拾取的工件。

在不同实施例中，吸嘴也布置成行。在每一此行中，L(等于或大于1)个吸嘴各自具有个别真空供应设备，且每一行中剩余S(等于或大于1)个吸嘴具有各个相应行中的这些S个吸嘴所共有但与任何不同吸嘴行中的吸嘴的真空供应设备分开的真空供应设备。在此，所述方法包含以下步骤：尝试用所述吸嘴中的每一者拾取相应工件，接着将所述所拾取工件放置于不同位置处，及用具有个别真空供应设备的吸嘴拾取无法由具有共享真空供应设备的吸嘴拾取的工件。所述方法的步骤对应于针对前述实施例所描述的步骤，此处差别在于将吸嘴指派到共享真空供应设备。

在根据本发明的用多个吸嘴通过真空作用拾取多个工件以将所述工件放置于不同位置处的方法的特定实施例中，所述工件及所述吸嘴布置成相应行。一第一行吸嘴的吸嘴各自具有个别真空供应设备。剩余至少一个第二行吸嘴的吸嘴具有共享真空供应设备。在此实施例中，所述方法如下般实行：

通过吸嘴与工件之间的相对移动，将每一行吸嘴定位于一行工件上方。接着，尝试用每一吸嘴拾取相应工件。所述尝试可由于上文已论述的原因而失败。接着，将已所拾取工件放置于所期望的不同位置处。所述方法的实施例还包含验证是否无法在前述尝试中拾取工件的步骤。这可例如由吸嘴的真空供应设备的真空传感器实现。接着，在共享真空供应设备中检测的不充分真空将触发下文针对对应于具有不充分真空的共享真空供应设备的吸嘴行所尝试拾取的工件行所描述的步骤。

为了拾取先前无法拾取的工件，将第一行吸嘴定位于无法被拾取的工件上方。接着，所述工件被用所述第一行吸嘴的吸嘴拾取并放置于所期望的不同位置处。如果一个以上工件无法被从特定行的工件中拾取(其可容易在旨在拾取特定行的工件的吸嘴行的共享真空供应设备无法提供充分真空的情况下发生)，那么可由所述第一行吸嘴在一个步骤中拾取所有此类工件。所述第一行吸嘴继续拾取任何工件(拾取其的尝试失败)，并将所述工件放置于其相应所期望的位置处。如果此完成或如果拾取工件的尝试均成功，那么测试尚待拾取的工件行是否至少与吸嘴行一样多。如果是，那么使吸嘴行相对于工件行前进且重复前述的步骤。在剩余工件行数目不足的情况下，可例如用第一行吸嘴的吸嘴拾取剩余行的工件。

附图说明

现将在结合附图进行的本发明的下文详细描述中更全面地描述本发明的性质及操作模式，其中

图1为具有取放头的取放装置的示意图；

图2示意地展示根据本发明的实施例的具有个别及共享真空供应设备的多个吸嘴；

图3示意地展示根据本发明的实施例的具有共享及个别真空供应设备的吸嘴的布置；

图4示意地展示根据本发明的另一实施例的具有共享及个别真空供应设备的吸嘴的布置；

图5示意地展示根据本发明的另一实施例的具有共享及个别真空供应设备的吸嘴的布置；

图6展示具有两个吸嘴的吸嘴载体，所述两个吸嘴具有个别真空供应设备，所述吸嘴载体附接到取放头的元件；

图7展示具有一个具有个别真空供应设备的吸嘴及两个具有共享真空供应设备的吸嘴的吸嘴载体，所述吸嘴载体附接到取放头的元件；

图8展示用于取放工件的方法的实施例的流程图；及

图9为方法的实施例的说明，其展示拾取工件的各个步骤。

具体实施方式

贯穿各个图式，相同参考数字指代相同元件。此外，在图式中仅展示描述相应图式所需的参考数字。所示实施例仅表示可如何实行本发明的实例。此不应被视为限制本发明。

图1展示具有取放头2的取放装置1。取放头2可如由双箭头A指示沿轨道3移动，以从托盘5拾取工件4并将其放置于处理站6处。再次用虚线将取放头2与所拾取工件4展示在处理站6上方的位置中。取放头2通过吸嘴10接合工件4。吸嘴10通过真空作用接合工件4。在取放头2中，吸嘴因此连接到对应真空供应设备(图1中未展示)。在现有技术中，每一吸嘴具有单独的真空供应设备。根据本发明，至少一个吸嘴10具有单独的真空供应设备且至少两个另外吸嘴10具有共享真空供应设备。在实施例中，吸嘴10可在垂直于由双箭头A指示的方向的由双箭头B指示的方向上移动，以从托盘提起工件并且将其放置到处理站6上。在不同实施例中，轨道3可在由双箭头B指示的方向上移动。根据本发明的取放头还可用于不同配置的取放装置中，例如取放头可安装于机器人臂上。

图2展示多个吸嘴10。吸嘴10中的一些具有个别真空供应设备11L，而另外吸嘴10具有共享真空供应设备11S。特定来说，图2展示各自具有三个吸嘴10的三个行，其中每一行的一个吸嘴10具有个别真空供应设备11L，且每一行的剩余两个吸嘴10具有共享真空供应设备11S。在此实施例中，不存在在吸嘴行之间共享的真空供应设备。

图3为展示为黑色实心圆的吸嘴10及吸嘴10的真空供应设备的连接的示意图。真空供应设备被展示为线。更确切来说，在图3中，展示四行吸嘴10，每一行含有六个吸嘴10。所述行中的一行的吸嘴各自具有个别真空供应设备11L，而对于剩余三行吸嘴10，每一行具有相应行的所有吸嘴10所共有但与吸嘴10的所有其它行的真空供应设备分开的共享真空供应设备11S。

图4使用与图3相同的示意图展示吸嘴10的真空供应设备的不同连接。图4展示四行吸嘴10，每一行含有六个吸嘴10。所述行中的一行的吸嘴各自具有个别真空供应设备11L，而剩余三行吸嘴10具有所述三行的所有吸嘴10所共有的共享真空供应设备11S。

图5使用与图3相同的示意图展示吸嘴10的真空供应设备的又一连接方案。图5展示六行吸嘴10，每一行含有四个吸嘴10。每一行的一个吸嘴10具有个别真空供应设备11L，而每一行的剩余三个吸嘴10具有共享真空供应设备11S。行之间不共享真空供应设备。

对于所有实施例，真空供应设备包括最终连接到已知真空源(如已知类型的一或多个泵)的管道、导管、通道，其中所述真空源经配置以从所述管道、导管、通道且因此还从形成所述管道、导管、通道的一端的吸嘴10的内部移除气体，特定来说空气。如果吸嘴10被工件阻塞，那么气体/空气无法进入所述吸嘴以取代移除的气体/空气，且在所述吸嘴中产生真空；在本申请案的背景中，真空的产生意味着产生低于环境压力的气体/空气压力。如果环境压力与吸嘴中的压力之间的压力差足以抵消待拾取工件的重量，使得所述工件压抵在吸嘴上，那么实现充分真空度。

图6展示通常被称为夹持器20的元件，其展现吸嘴10且吸嘴10通过所述元件附接到如图1中所示的取放头2。在所示实施例中，夹持器20包括：吸嘴载体21，其也被称为间距适配器；及夹持器主体23，其通过连接装置22连接到吸嘴载体21。在准备好操作的取放头2中，夹持器主体23安装到取放头2的主体，其包含将通道11中的每一者连接到单独的真空源。在所示实施例中，吸嘴载体21可从夹持器主体23拆除。当吸嘴载体21附接到夹持器主体23时，连接装置22不仅机械地确保夹持器主体23与吸嘴载体21之间的连接，且还建立从夹持器主体23到吸嘴载体21的通道11的连接。在所示实施例中，每一通道11通向一个吸嘴10。如前所述，由于每一通道11连接到单独的真空源，所以所示的两个吸嘴10中的每一者具有个别真空供应设备，所述个别真空供应设备是分别通过通道11中的一者建立。在所示实施例中，吸嘴载体21可与不同吸嘴载体互换。

图7还展示夹持器20。使用与图6中所示相同的夹持器主体23，但通过连接装置22将不同吸嘴载体21附接到夹持器主体23。图7的吸嘴载体21展现三个吸嘴10而非两个，但如从图7可见，夹持器主体23的配置未变更。通道11中的每一者仍连接到单独的真空源。通过吸嘴载体21的配置，通道11中的一者为吸嘴10中的一者建立个别真空供应设备，而其它通道11为剩余两个吸嘴10建立共享真空供应设备。

图6及图7的夹持器主体可如此配置且安装到所述取放头2，使得其可沿由图1中的双箭头B指示的方向相对于取放头移动。夹持器主体23的此配置及安装独立于所使用的吸嘴载体21，特定来说独立于吸嘴载体21上存在的吸嘴10的数目。为了使图6及7融入背景中，展示与工件4接合的一个吸嘴10。

图8为根据本发明的方法的特定实施例的流程图。在此实施例中，使用具有三行吸嘴的取放头，每一行吸嘴具有相同数目的吸嘴。吸嘴行中的第一行的吸嘴各自具有个别真空供应设备，且剩余两行的吸嘴具有共享真空供应设备。在共享真空供应设备连接于两行之间和仅在相应行的吸嘴之间共享真空供应设备两种情况下，由流程图提供的方法的描述均适用。此外，工件也按行对准(后续工件行之间的距离对应于所使用的取放头上的吸嘴行之间的距离)，使得可一次性拾取三行工件。具有吸嘴的取放头可相对于工件移动，使得具有个别真空供应设备的吸嘴行(即，第一行吸嘴)紧随具有共享真空供应设备的吸嘴行之后。

在步骤100中，通过取放头与工件之间的相对移动，将三行吸嘴放置于三行工件上方，在一行工件上方分别有一行吸嘴。通常，使吸嘴与待拾取工件接触。

在步骤105中，同时在单个步骤中通过开始在每一吸嘴的相应真空供应设备中产生真空而尝试拾取上方定位有吸嘴的工件。

在步骤110中，将所拾取工件放置于所期望的不同位置处，例如处理站。

在步骤115中，检查是否存在在步骤105中无法拾取的任何工件。此检查可通过任何合适方式完成，例如可通过相机监测工件行且可使用图像处理。替代地，每一真空供应设备具备真空传感器。此真空传感器经配置以仅在其对应真空供应设备中达到不充分真空的情况下触发错误信号。上文已解释不充分真空的意义。在此情况中，将存在在步骤105中无法拾取的工件。如果情况为如此(图8中的分支“是”)，那么所述方法继续步骤120。如果情况并非如此(即，如果在步骤105中没有无法拾取的工件)，那么所述方法继续步骤135(来自步骤115的分支“否”)。

在步骤120中，将第一行吸嘴定位于无法拾取的工件上方，即，将第一行吸嘴定位于一行工件(在步骤105中无法拾取所述工件行中的至少一个工件)在步骤105之前占据的位置上方。在步骤125中，用来自第一行吸嘴的吸嘴拾取在步骤105中无法拾取的至少一个工件。如果在步骤105中无法拾取来自相应行的一个以上工件，那么通过第一行吸嘴的吸嘴在一个步骤中同时拾取所有这些工件。接着将所拾取工件放置于其对应的所期望不同位置处。

在步骤130中，检查是否剩余任何在步骤105中无法拾取的工件。这可尤其在在步骤105中无法拾取来自超过一行工件的工件的情况下发生。如果情况为如此(来自步骤130的分支“是”)，那么所述方法返回到步骤120。如果情况并非如此(来自步骤130的分支“否”)，那么所述方法继续进行步骤135。

如果到达步骤135，那么应在步骤105中拾取的所有工件已直接通过步骤105及110或经由额外步骤120及125拾取并放置于其相应所期望的位置处。接着，所述方法可继续拾取任何可能的另外工件行。

在步骤135中，测试是否剩余任何工件行。如果否(来自步骤135的分支“T”)，那么所述方法终止。还测试尚待拾取的工件行是否至少与吸嘴行一样多(即，在本文所描述的特定实施例中至少三个工件行)，且如果是(来自步骤135的分支“是”)，那么取放头前进三行工件的距离以从步骤100开始重复方法步骤。如果剩余较少工件行，即，在所描述的特定实施例中少于三行工件，那么可通过第一行吸嘴拾取任何剩余工件行，就如同任何剩余工件行在步骤105中无法被拾取一样；因此，在此情况中，所述方法将把剩余工件行视同其无法被拾取一样，且继续进行步骤120(来自步骤135的分支“否”)。

图9通过展示在所述方法的各个阶段的工件行而说明所述方法。所述阶段是依其在所述方法中发生的次序由字母a、b、c、d指示。如在图3、图4及图5中，实心点指示吸嘴10，吸嘴之间的线指示共享真空供应设备。为了便于参考，工件行被命名为R1、R2、R3、R4、R5、R6及R7。带叉的正方形指示工件4，而空正方形指示在一行中可被工件占据，但空出的位置或其中工件错位的位置。

在开始阶段a，将由吸嘴10拾取行R1、R2及R3，将由具有个别真空供应设备的吸嘴10拾取行R1，同时由具有共享真空供应设备的吸嘴拾取行R2及R3。行R1、R2、R3的所有位置被正确放置的工件占据，因此所有工件可被同时拾取，且接着放置于其所期望的别处位置，例如检验或组装站。接着，此处工件在行中占据的位置为空。取决于制造过程，可能在如检验的步骤(针对其从行拾取工件)之后，在拾取下一行工件之前将所述工件放置回所述行中。在此情况中，行R1、R2、R3的位置将不会是空的，而是再次被占据。所述方法移动到阶段b。吸嘴10的行前进三行工件的距离，使得在阶段b，将拾取行R4、R5及R6，更确切来说由具有个别真空供应设备的吸嘴10的行拾取行R4，由具有共享真空供应设备的吸嘴10的行拾取行R5及R6。

可由具有个别真空供应设备的吸嘴拾取行R4中的所有工件。然而，在行R5中，存在空位置。在共享真空供应设备中，归因于行R5中的空位置，无法获得充分真空，这是因为所述空位置上方的对应吸嘴未被工件密封。在此实例中，不充分真空导致行R5及R6的所有工件不被拾取。由具有个别真空供应设备的吸嘴所拾取的工件(即，从行R4拾取的工件)被放置于其所期望的位置处。接着，所述方法继续到阶段c。

在阶段c中，将具有个别真空供应设备的吸嘴行放置于行R5上方。具有个别真空供应设备的吸嘴拾取行R5中的三个工件。归因于工件遗漏，无法在对行R5操作的吸嘴中的一者中获得充分真空的事实不影响其它吸嘴中的真空，确切来说这是因为其真空供应设备独立于彼此。取决于取放头如何操作，在阶段c中，由于行R6及R7完全(即，无工件遗漏)，因此也可在此步骤拾取这些行，且可将来自行R5、R6及R7的工件放置于其所期望的位置处。接着，所述方法将停止，这是因为所有工件已转移到不同位置。替代地且对应于在图8的背景中所论述的方法的实施例，所述方法在阶段c可继续仅拾取来自行R5的工件并将其放置于其所期望的位置处。接着，所述方法可继续仅通过具有个别真空供应设备的吸嘴拾取剩余行R6及R7中的工件。

在后一替代方案中，所述方法继续到步骤d，以拾取来自行R6的工件，所述工件将被放置于其所期望的位置处。在将具有个别真空供应设备的吸嘴移动到行R7且重复拾取并放置行R7的工件的明显且未展示的操作之后，所述方法结束，来自行R1到R7的所有工件已转移到所期望的位置。

Claims (33)

1.一种取放头，其用于从至少一个第一位置运送多个工件到至少一个第二位置处，所述取放头包括：

多个吸嘴，且每一吸嘴经配置以接触并接合所述多个工件中的一者；

至少一个独立真空供应设备，其经配置以通过独立真空供应导管附接至所述多个吸嘴中的一者；以及

共享真空供应设备，经配置以通过未附接到所述至少一个独立真空供应设备的共享真空供应导管而附接至所述多个吸嘴中的至少两个吸嘴，其中所述共享真空供应设备是单个真空泵。

2.根据权利要求1所述的取放头，其进一步包括多个独立真空供应设备，其中：

所述共享真空供应设备包含至少一个共享真空供应设备；

所述多个吸嘴布置成行；

在L个行中的每一吸嘴都连接至所述多个独立真空供应设备中的一者；

在S个行中的每一行中的每一吸嘴都连接至与另外吸嘴行的另外共享真空供应设备分开的所述至少一个共享真空供应设备；以及

所述数目L大于或等于1，且所述数目S大于或等于1。

3.根据权利要求2所述的取放头，其中所述取放头能够相对于所述多个工件移动，且所述取放头上的所述吸嘴行的布置使得，当所述取放头以界定方向于所述多个工件上方移动时，具有个别真空供应设备的所述L个行紧随具有共享真空供应设备的所述S个行之后。

4.根据权利要求1所述的取放头，其进一步包括多个独立真空供应设备，其中：

所述共享真空供应设备包含至少一个共享真空供应设备；

所述多个吸嘴布置成行；

在L个行中的每一吸嘴都连接至所述多个独立真空供应设备中的一者；

在S个行中的每一吸嘴都连接至所述S个行中的所有吸嘴所共有的所述至少一个共享真空供应设备；以及

所述数目L大于或等于1，且其中所述数目S大于或等于1。

5.根据权利要求4所述的取放头，其中所述取放头能够相对于所述多个工件移动，且所述取放头上的所述吸嘴行的布置使得，当所述取放头以界定方向于所述多个工件上方移动时，具有个别真空供应设备的所述L个行紧随具有共享真空供应设备的所述S个行之后。

6.根据权利要求1所述的取放头，其进一步包括多个独立真空供应设备，其中：

所述共享真空供应设备包含至少一个共享真空供应设备；

所述多个吸嘴布置成行；以及

每一行中的至少一个吸嘴连接至所述多个个别真空供应设备中的一者，且所述相应行的所有另外吸嘴都连接至所述至少一个共享真空供应设备。

7.根据权利要求1所述的取放头，其中所述共享真空供应设备包含至少一个共享真空供应设备，所述取放头进一步包括多个真空传感器，所述真空传感器经配置以指示是否施加足够的力于所述多个工件，其中所述至少一个独立真空供应设备中的每一者和所述至少一个共享真空供应设备具有一个真空传感器。

8.根据权利要求1所述的取放头，其中所述多个吸嘴定位于安装到所述取放头的主体的至少一个吸嘴载体上，且其中所述取放头经配置以使得所述吸嘴载体能够与具有不同数目的吸嘴的另一个吸嘴载体互换，此互换无需变更所述取放头的所述主体内的所述真空供应设备。

9.根据权利要求1所述的取放头，其中所述多个工件为电子组件。

10.根据权利要求1所述的取放头，其中，所述多个工件被从至少一个托盘处拾取，并被放置于处理站处及/或所述多个工件被从处理站处拾取并被放置到所述至少一个托盘上。

11.一种取放头，其用于从至少一个第一位置运送多个工件到至少一个第二位置处，所述取放头包括：

多个吸嘴，且每一吸嘴经配置以接触并接合所述多个工件中的一者，所述多个吸嘴布置成行且具有至少第一行与第二行；

多个独立真空供应设备，其每一者经配置以通过独立真空供应导管附接至所述第一行中的所述多个吸嘴的每一吸嘴；

共享真空供应设备，其经配置以通过共享真空供应导管附接至所述吸嘴的所述第二行；

多个真空传感器，其经配置以指示是否施加足够的力于所述多个工件，其中：

所述共享真空供应设备与所述多个独立真空供应设备中的每一者具有真空传感器；以及

所述共享真空供应设备是单个真空泵。

12.一种取放装置，其包括：

取放头，其能够通过操作所述取放装置而移动，所述取放头具有多个吸嘴，每个吸嘴经配置以通过真空作用接触并接合多个工件中的一者，其中：

所述多个吸嘴中的至少一个吸嘴具有个别真空供应设备和独立真空供应导管，且所述多个吸嘴中的至少另外两个吸嘴具有共享真空供应设备与共享真空供应导管；以及

所述共享真空供应设备是单个真空泵。

13.一种用多个吸嘴通过真空作用拾取多个工件以将所述工件放置于不同位置处的方法，所述方法包括以下步骤：

用所述多个吸嘴的单个相应吸嘴接近包含在所述多个工件中的每一相应单个工件；

在每一相应吸嘴处产生真空；以及

用所述每一相应吸嘴拾取每一相应单个工件，其中在每一相应吸嘴处产生真空的步骤是通过所述多个吸嘴中的所述至少一者的个别真空供应设备而在所述多个吸嘴中的至少一者中实现以及通过所述至少两个另外吸嘴的共享真空供应设备而在所述多个吸嘴中的至少两个另外吸嘴处实现。

14.根据权利要求13所述的方法，其中无法由具有所述共享真空供应设备的所述至少两个另外吸嘴中的一者拾取的工件随后被具有所述个别真空供应设备的所述多个吸嘴中的至少一者中的一个拾取。

15.根据权利要求13所述的方法，其中在每一相应吸嘴处产生真空的步骤由提供给每一真空供应设备的真空传感器监测，且如果在所述真空供应设备的一者中无法实现通过连接到所述真空供应设备的所述吸嘴足以接合工件的真空，那么触发错误信号。

16.根据权利要求13所述的方法，其中所述多个吸嘴布置成行，L个行中的所述吸嘴各自具有相应个别真空供应设备，所述数目L大于或等于1，且剩余S个行中的所述吸嘴具有所述S个行中的所有所述吸嘴所共有的共享真空供应设备，所述数目S大于或等于1，所述方法包含以下步骤：

a)尝试用所述吸嘴中的每一者拾取相应工件；

b)将所拾取的工件放置于不同位置处；及

c)用具有所述相应个别真空供应设备的吸嘴拾取在步骤a)中无法由具有所述共享真空供应设备的吸嘴拾取的工件。

17.根据权利要求13所述的方法，其中所述多个吸嘴布置成行，L个行中的所述吸嘴各自具有个别真空供应设备，所述数目L大于或等于1，且剩余S个行中的每一行中的所述吸嘴具有与任何不同吸嘴行的所述真空供应设备分开的共享真空供应设备，所述数目S大于或等于1，所述方法包括以下步骤：

a)尝试用所述吸嘴中的每一者拾取相应工件；

b)将所拾取的工件放置于不同位置处；以及

c)用具有所述个别真空供应设备的吸嘴拾取在步骤a)中无法由具有所述共享真空供应设备的吸嘴拾取的工件。

18.根据权利要求13所述的方法，其中所述多个吸嘴布置成行，每行中的L个吸嘴各自具有个别真空供应设备，且每一行中的剩余S个吸嘴具有与这S个吸嘴共同的但与任何不同吸嘴行中的所述真空供应设备分开的真空供应设备，所述数目L大于或等于1，所述数目S大于或等于1，所述方法包括以下步骤：

a)尝试用所述吸嘴中的每一者拾取相应工件；

b)将所拾取的工件放置于不同位置处；以及

c)用具有所述个别真空供应设备的吸嘴拾取在步骤a)中无法由具有所述共享真空供应设备的吸嘴拾取的工件。

19.一种用多个吸嘴通过真空作用拾取多个工件以将所述工件放置于不同位置处的方法，其中所述多个工件及所述多个吸嘴布置成相应行，每一第一行吸嘴的所述吸嘴具有个别真空供应设备，剩余至少一个第二行吸嘴的所述吸嘴具有共享真空供应设备，所述方法包括如下步骤：

a)通过所述吸嘴与所述工件之间的相对移动，将每一行吸嘴定位于一行工件上方；

b)尝试用每一吸嘴拾取相应工件；

c)将所拾取的工件放置于不同位置处；

d)验证在步骤b)中是否无法拾取工件；

e1)将所述第一行吸嘴定位于已通过步骤b)验证为无法拾取的所验证的工件上方；

f1)用所述第一行吸嘴中的吸嘴拾取所述所验证的工件并将所述所验证的工件放置于在步骤c)中其应该被放置的所述不同位置处；

g1)重复步骤e1)及f1)直到没有剩余在步骤b)中无法拾取的所验证的工件为止；

e2)如果步骤d)中没有指示无法拾取的工件，测试尚待拾取的工件行是否与吸嘴行至少一样多，且如果是，那么从步骤a)重复，否则将任何剩余工件行视同其在步骤b)中无法拾取一样，且从步骤e1)开始，用所述第一行吸嘴中的所述吸嘴拾取此行中的所有所述工件。

20.一种取放头，其用于从至少一个第一位置运送多个工件到至少一个第二位置处，所述取放头包括：

多个吸嘴布置成第一行吸嘴与第二行吸嘴，其中每一吸嘴经配置以接合所述多个工件中的一者；

相应独立真空供应设备，其经配置以附接至所述第一行吸嘴中的每一吸嘴；

至少一个真空传感器；以及

共享真空供应设备，其经配置以附接至所述第二行吸嘴，其中：

所述多个工件布置成行，且

所述取放头经布置以：

a.通过所述吸嘴与所述工件之间的相对移动，将每一行吸嘴定位于一行工件上方；

b.尝试用每一个吸嘴拾取相应工件；

c.将所拾取的工件放置于不同位置处；

d.使用所述至少一个真空传感器验证是否无法拾取工件；

e.将所述第一行吸嘴定位于已被验证为无法拾取的所验证的工件上方；

f.用所述第一行吸嘴中的吸嘴拾取所述所验证的工件并将所述所验证的工件放置在所述不同位置处；

g.重复将所述第一行吸嘴定位于已被验证为无法拾取的所验证的工件上方，并用所述第一行吸嘴的吸嘴拾取所述所验证的工件并将所述所验证的工件放置在所述不同位置处，直到没有剩余无法拾取的所验证的工件为止；以及

h.如果步骤d)中没有指示无法拾取的工件，测试尚待拾取的工件行是否与吸嘴行至少一样多，且如果是，那么从步骤a)重复，否则将任何剩余工件行视同其在步骤b)中无法拾取一样且从步骤e)接续，用所述第一行吸嘴中的所述吸嘴拾取此行中的所有所述工件成行。

21.根据权利要求20所述的取放头，其中所述共享真空供应设备包含至少一个泵。

22.一种取放装置，包括：

取放头，其能够通过操作所述取放装置而移动，所述取放头具有第一多个吸嘴和第二多个吸嘴，每一吸嘴皆经配置以通过真空作用与多个工件中的一者接触并接合，其中：

所述第一多个吸嘴中的每个吸嘴具有相应个别真空供应设备和独立真空供应导管；

所述第一多个吸嘴布置成第一数目行；

所述第二多个吸嘴布置成与第一数目行分开的第二数目行；

第二数目行包括的每个行具有相应个别共享真空供应设备和共享真空供应设备导管；以及

每个相应个别共享真空供应设备是相应单个真空泵。

23.一种取放装置，其包括：

取放头，其能够通过操作所述取放装置而移动，所述取放头具有第一多个吸嘴和第二多个吸嘴，每一吸嘴皆经配置以通过真空作用与多个工件中的一者接触并接合，其中：

所述第一多个吸嘴中的每个吸嘴具有相应个别真空供应设备和独立真空供应导管；

所述第一多个吸嘴布置成第一数目行；

所述第二多个吸嘴布置成与所述第一数目行分开的第一行与第二行；

所述第一与第二行具有和任何其他真空供应设备和共享真空供应设备导管分开的共享真空设备；以及

所述共享真空供应设备是单个真空泵。

24.一种取放头，其用于从至少一个第一位置运送多个工件到至少一个第二位置处，所述取放头包括：

第一多个吸嘴与第二多个吸嘴，其中每一吸嘴经配置以接触并接合所述多个工件中的一者；以及

相应独立真空供应设备，其经配置以通过独立真空供应导管附接至所述第一多个吸嘴中的每一吸嘴，其中：

所述第二多个吸嘴被布置成第一行、第二行和第三行；以及

所述第一行、第二行和第三行中的每一者具有相应个别共享真空供应设备和相应共享真空供应导管，且每一相应个别共享供应设备是相应单个真空泵。

25.一种取放头，其用于从至少一个第一位置运送多个工件到至少一个第二位置处，所述取放头包括：

多个吸嘴，且每一吸嘴经配置以接触并接合所述多个工件中的一者，所述多个吸嘴布置成行且具有至少第一行与第二行；

多个独立真空供应设备，每一独立真空供应设备经配置以通过独立真空供应导管附接至所述第一行中的所述多个吸嘴中的相应吸嘴；

共享真空供应设备，其经配置以通过共享真空供应导管附接至所述第二行中的吸嘴；

单个真空传感器，其经配置以指示是否施加足够的力于所述多个工件，其中：

所述共享真空供应设备是单个真空泵；

所述共享真空供应设备与所述多个独立真空供应设备中的每一者具有单个真空传感器；以及

所述第一行的至少一个吸嘴经配置以拾取无法由所述第二行中的吸嘴拾起的工件。

26.一种取放头，其用于从至少一个第一位置运送多个工件到至少一个第二位置处，所述取放头包括：

多个吸嘴，且每一吸嘴经配置以接触并接合所述多个工件中的一者，所述多个吸嘴布置成行且具有至少第一行、第二行与第三行；

多个独立真空供应设备，每一独立真空供应设备经配置以通过独立真空供应导管附接至所述第一行中的所述多个吸嘴中的相应吸嘴；

第一共享真空供应设备，其经配置以通过第一共享真空供应导管仅附接至所述第二行中的吸嘴；

第二共享真空供应设备，其经配置以通过第二共享真空供应导管仅附接至所述第三行中的吸嘴；

多个真空传感器，其经配置以指示是否施加足够的力于所述多个工件，其中所述第一共享真空供应设备是单个真空泵。

27.根据权利要求26所述的取放头，其中所述第二共享真空供应设备包含泵。

28.一种用多个吸嘴通过真空作用拾取多个工件以将所述工件放置于不同位置处的方法，所述方法包括步骤：

用包含在所述多个吸嘴的每一相应吸嘴接近包含在所述多个工件中的每一相应单个工件；

用个别真空供应设备在第一吸嘴处产生真空；

用共享真空供应设备在第二吸嘴处与第三吸嘴处产生真空；以及

分别用所述第一吸嘴、第二吸嘴及第三吸嘴拾取每一相应单个工件。

29.根据权利要求28所述的方法，其中所述共享真空供应设备是单个真空泵。

30.一种用布置成第一行与第二行的第一多个吸嘴和第二多个吸嘴通过真空作用拾取多个工件以将所述工件放置于不同位置处的方法，所述方法包括步骤：

用包含在所述第一多个吸嘴的每一相应吸嘴或包含在所述第二多个吸嘴的每一相应吸嘴接近包含在所述多个工件中的每一相应单个工件；

用个别真空供应设备在包含于所述第一多个吸嘴的每一吸嘴处产生真空；

用共享真空供应设备在所述第二多个吸嘴处产生真空；以及

用包含于所述第一多个吸嘴的所述相应吸嘴或包含于所述第二多个吸嘴的所述相应吸嘴拾取每一相应单个工件。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述共享真空供应设备是单个真空泵。

32.一种用布置成第一行、第二行与第三行的第一多个吸嘴与第二多个吸嘴通过真空作用拾取多个工件以将所述工件放置于不同位置处的方法，所述方法包括步骤：

用包含在所述第一多个吸嘴的每一个相应吸嘴或包含在所述第二多个吸嘴的每一个相应吸嘴接近包含在所述多个工件中的每一相应单个工件；

用个别真空供应设备在包含于所述第一多个吸嘴的每一吸嘴处产生真空；

用共享真空供应设备在所述第二多个吸嘴处产生真空；以及

用包含于所述第一多个吸嘴的所述相应吸嘴或包含于所述第二多个吸嘴的所述相应吸嘴拾取每一相应单个工件。

33.根据权利要求32所述的方法，其中所述共享真空供应设备是单个真空泵。